2011年江苏省南京市金陵中学高考物理四模试卷（解析版）

选择题共 9 题

某物体在运动过程中，如果（）
A．机械能不守恒，则其运动状态一定变化
B．所受的合外力恒定不变，它一定是做直线运动
C．所受合外力不为零，它的动能一定变化
D．做匀加速直线运动，它的机械能可能守恒
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一个质点由静止开始沿直线运动，速度随位移变化的图线如图所示，关于质点的运动下列说法正确的是（）
A．质点做匀速直线运动
B．质点做匀加速直线运动
C．质点做加速度逐渐增大的加速运动
D．质点做加速度逐渐减小的加速运动
难度: 中等查看答案及解析
半导体指纹传感器：在一块半导体基板上阵列了10万金属颗粒，传感器阵列的每一点是一个金属电极，充当电容器的一极，其外面是绝缘的表面．手指贴在其上与其构成了电容器的另一极，由于手指指纹深浅不同，嵴和峪与半导体电容感应颗粒形成的电容值大小不同，其工作过程是通过对电容感应颗粒预先充电到某一参考电压，然后对每个电容的放电电流进行测量，设备将采集到不同的数值汇总，也就完成了指纹的采集，则（）
A．指纹的嵴处与半导体基板上对应的金属颗粒距离近，电容小
B．指纹的峪处与半导体基板上对应的金属颗粒距离远，电容小
C．对每个电容感应颗粒都充电至某一参考电压时，在手指靠近时，各金属电极电量减小
D．对每个电容感应颗粒都充电至某一参考电压时，在手指远离时，各金属电极均处于充电状态
难度: 中等查看答案及解析
有两个电源1和2，电动势和内电阻分别为E₁、r₁和E₂、r₂，阻值R相同的两个电阻分别接到两电源两端时，电阻R消耗的电功率分别是P₁、P₂，则（）

A．若E₁＞E₂，r₁=r₂，不论R大小如何，一定是P₁＞P₂
B．若E₁=E₂，r₁＞r₂，不论R大小如何，一定是P₁＞P₂
C．若E₁＞E₂，r₁＞r₂，不论R大小如何，不可能P₁=P₂
D．若E₁=kE₂，r₁=kr₂（k≠1），不论R大小如何，一定是P₁=P₂
难度: 中等查看答案及解析
如图所示，一半径为R的均匀带正电圆环水平放置，环心为O点，质量为m的带正电的小球从O点正上方h高的A点静止释放，并穿过带电环，关于小球从A到A关于O的对称点A′过程加速度（a）、重力势能（E_pG）、机械能（E）、电势能（E_p电）随位置变化的图象一定错误的是（取O点为坐标原点且重力势能为零，向下为正方向，无限远电势为零）（）

A．
B．
C．
D．
难度: 中等查看答案及解析
一颗科学资源探测卫星的圆轨道经过地球两极上空，运动周期为T=1.5h，某时刻卫星经过赤道上A城市上空．已知：地球自转周期T（24h），地球同步卫星轨道半径r，万有引力常量为G，根据上述条件（）
A．可以计算卫星绕地球运动的圆轨道半径
B．可以计算地球的质量
C．可以计算地球表面的重力加速度
D．可以断定，再经过12h卫星第二次到达A城市上空
难度: 中等查看答案及解析
某同学自制变压器，在做副线圈时，将外表涂有绝缘层的导线对折后并在一起在铁芯绕n₂圈，导线的两个端头为a、b，从导线对折的中点引出了一个c接头，连线成如图所示的电路（线圈电阻不计）．已知原线圈匝数为n₁，原线圈的输入电压为u₁=Usint，则下列结论正确的是（）

A．K打到b时，V表读数为
B．K打到b时，R中电流为零
C．K打到c时，V表读数为
D．K打到c时，R的电功率为
难度: 中等查看答案及解析
如图所示，在水平地面上O点正上方不同高度的A、B两点分别水平抛出一小球，如果两球均落在同一点C上，则两小球（）
A．落地的速度大小可能相等
B．落地的速度方向可能相同
C．落地的速度大小不可能相等
D．落地的速度方向不可能相同
难度: 中等查看答案及解析
一对平行金属板长为L，两板间距为d，质量为m，电荷量为e的电子从平行板右侧以速度v沿两板的中线不断进入平行板之间，两板间所加交变电压u_AB如图所示，交变电压的周期T=，已知所有电子都能穿过平行板，且最大偏距的粒子刚好从极板的边缘飞出，不计重力作用，则（）

A．所有电子都从右侧的同一点离开电场
B．所有电子离开电场时速度都是v
C．t=0时刻进入电场的电子，离开电场时动能最大
D．t=时刻进入电场的电子，在两板间运动时最大侧位移为
难度: 中等查看答案及解析

解答题共 6 题

利用气垫导轨探究弹簧的弹性势能与形变量的关系，在气垫导轨上放置一带有遮光片的滑块，滑块的一端与轻弹簧贴近，弹簧另一端固定在气垫导轨的一端，将一光电门P固定在气垫导轨底座上适当位置（如图甲），使弹簧处于自然状态时，滑块向左压缩弹簧一段距离，然后静止释放，与光电门相连的光电计时器可记录遮光片通过光电门时的挡光时间，可计算出滑块离开弹簧后的速度大小．实验步骤如下：
①用游标卡尺测量遮光片的宽度d；
②在气垫导轨上通过滑块将弹簧压缩x₁，滑块静止释放．由光电计时器读出滑块第一次通过光电门时遮光片的挡光时间t₁；
③利用所测数据求出滑块第一次通过光电门时的速度v和动能mv²；
④增大弹簧压缩量为x₂、x₃、…重复实验步骤②③，记录并计算相应的滑块动能mv²，如下表所示：

弹簧压缩量x（cm） 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0

x² 0.25 1.00 2.25 4.00 6.25 9.00

动能mv² 0.49m 1.95m 4.40m 7.82m 12.22m 17.60m

（1）测量遮光片的宽度时游标卡尺读数如图乙所示，读得d=______cm；
（2）在两坐标系中分别作出mv²-x和mv²-x²图象；
（3）由机械能守恒定律，E_p=mv²，根据图象得出结论是______．
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测量一未知电阻的阻值．
（1）某同学首先用多用电表粗测电阻的大小，将多用表选择开关置于×10Ω挡，调零后，将红黑表笔分别接电阻两端，发现指针读数如图甲所示，则所测阻值为______Ω．
（2）接着该同学计划用VA法准确测量电阻的阻值，提供的实验器材有：8V直流电源；电压表（0～10V，内阻约20kΩ）；电流表（0～50mA，内阻约10Ω）；滑动变阻器（0～20Ω，1A）；开关和导线．
请根据实验要求和提供的器材，参考下面未完全连接好的实物电路在下面虚线方框内画出实验电路图（图乙），并完成下面实物电路（图丙）未连接的导线．
（3）在上述（2）的实验中，连接好电路后，闭合开关，发现电流表和电压表皆没有读数，该同学用多用电表检查电路故障．他的操作如下：选用多用电表的直流电压挡，将红、黑表笔分别接在：电源正负极间；变阻器电阻丝的两端；电流表“-”接线柱和电压表“+”接线柱之间，结果多用电表的指针均发生偏转，则可能是连接______之间的导线发生了断路．
（4）实验中移动变阻器滑动头，记下多组电流表、电压表读数（U，I），然后在坐标纸上作出UI图线，图线的______大小表示待测电阻阻值．在这个实验中，测量值______真实值．（填“＞”“=”或“＜”）

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选做题：请从A、B和C三小题中选定两小题作答，如都作答，则按A、B两小题评分．
A．（选修模块33）
（1）下列说法正确的是______．
A．当两个分子间的分子势能增大时，分子间作用力一定减小
B．大量分子的集体行为是不规则的，带有偶然性
C．晶体和非晶体在一定的条件下可以转化
D．人类利用能源时，是将高品质的能量释放出来并最终转化为低品质的内能
（2）一定质量的理想气体，体积由V₁压缩至V₂，第一次是经过一个等温过程，最终气体压强是p₁、气体内能是E₁；第二次是经过一个等压过程，最终气体压强是p₂、气体内能是E₂；则p₁______p₂，E₁______E₂．（填“＞”“=”或“＜”）
（3）当把一滴用酒精稀释过的油酸滴在水面上时，油酸就在水面上散开，油酸分子就立在水面上，形成单分子层油膜，现有按酒精与油酸的体积比为m：n 配制好的油酸酒精溶液置于容器中，还有一个装有约2cm深水的浅盘，一支滴管，一个量筒．现用滴管从量筒中取V体积的溶液，让其自由滴出，全部滴完共为N滴．
①用滴管将一滴油酸酒精溶液滴入浅盘，待油酸薄膜稳定后，将薄膜轮廓描绘在坐标纸上，如图甲所示．（已知坐标纸上每个小方格面积为S，求油膜面积时，半个以上方格面积记为S，不足半个舍去）则油膜面积为______．
②求出估算油酸分子直径的表达式．
B．（选修模块34）
（1）下列说法正确的是______．
A．测定某恒星特定元素发出光的频率，对比地球上该元素的发光频率，可以推算该恒星远离地球的速度
B．无线电波没有偏振现象
C．红外线比无线电波更容易发生干涉和衍射现象
D．在一个确定的参考系中观测，运动物体上物理过程的时间进程跟物体运动速度有关
（2）在“研究单摆周期与摆长的关系”实验中，摆的振幅不要太大，摆线要细些、伸缩性要小，线的长度要尽量______（填“长些”或“短些”）．悬点要固定，摆长是悬点到______的距离．
（3）如图乙，为一圆柱中空玻璃管，管内径为R₁，外径为R₂，R₂=2R₁．一束光线在圆柱横截面内射向玻璃管，为保证在内壁处光不会进入中空部分，问入射角i应满足什么条件？
C．（选修模块35）
（1）存在下列事实：①一对高能的γ光子相遇时可能产生一对正负电子；②一个孤立的γ光子不论其频率多高都不可能产生一对正负电子；③一个高能的γ光子经过重核附近时可能产生一对正负电子；④原子核发生变化时，只发射一些特定频率的γ光子．关于上述事实下列说法正确的是（电子质量m_e，光在真空中速度为c，普朗克常量为h）______．
A．事实①表明，微观世界中的相互作用，只要符合能量守恒的事件就一定能发生
B．事实②说明，动量守恒定律和能量守恒定律是自然界的普遍规律
C．事实③中，由于外界重核的参与，系统动量不守恒，而γ光子的频率需满足ν≥
D．事实④中表明，原子核的能级也是不连续的
（2）本身不是易裂变材料，但是一种增殖材料，它能够吸收慢中子变成，然后经过______次______衰变转变为易裂变材料铀的同位素．
（3）如图丙为通过某光电管的光电流与两极间电压的关系，当用光子能量为4.5eV的蓝光照射光电管的阴极K时，对应图线与横轴的交点U₁=-2.37V．（以下计算结果保留两位有效数字）
①求阴极K发生光电效应的极限频率．
②当用光子能量为7.0eV的紫外线持续照射光电管的阴极K时，测得饱和电流为0.32μA，求阴极K单位时间发射的光电子数．
难度: 中等查看答案及解析
如图甲所示，水平天花板下悬挂一光滑的轻质的定滑轮，跨过定滑轮的质量不计的绳（绳承受拉力足够大）两端分别连接物块A和B，A的质量为m，B的质量m是可以变化的，当B的质量改变时，可以得到A加速度变化图线如图乙所示，不计空气阻力和所有的摩擦，A加速度向上为正．
（1）求图乙中a₁、a₂和m₁的大小．
（2）根据牛顿定律和运动学规律，证明在A和B未着地或与滑轮接触时，AB系统机械能守恒．
（3）若m=0.8kg，m=1.2kg，AB开始都在离水平地面H=0.5m处，由静止释放AB，且B着地后不反弹，求A上升离水平地面的最大高度．（g取10m/s²）

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如图所示，在坐标系xOy第二象限内有一圆形匀强磁场区域（图中未画出），磁场方向垂直xOy平面．在x轴上有坐标（-2l，0）的P点，三个电子a、b、c以相等大小的速度沿不同方向从P点同时射入磁场区，其中电子b射入方向为+y方向，a、c在P点速度与b速度方向夹角都是θ=．电子经过磁场偏转后都垂直于y轴进入第一象限，电子b通过y轴Q点的坐标为y=l，a、c到达y轴时间差是t．在第一象限内有场强大小为E，沿x轴正方向的匀强电场．已知电子质量为m、电荷量为e，不计重力．求：
（1）电子在磁场中运动轨道半径和磁场的磁感应强度B．
（2）电子在电场中运动离y轴的最远距离x．
（3）三个电子离开电场后再次经过某一点，求该点的坐标和先后到达的时间差△t．

难度: 中等查看答案及解析
如图所示存在范围足够大的磁场区，虚线OO′为磁场边界，左侧为竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B₁，右侧为竖直向上的磁感应强度为B₂的匀强磁场区，B₁=B₂=B．有一质量为m且足够长的U形金属框架MNPQ平放在光滑的水平面上，框架跨过两磁场区，磁场边界OO′与框架的两平行导轨MN、PQ垂直，两导轨相距L，一质量也为m的金属棒垂直放置在右侧磁场区光滑的水平导轨上，并用一不可伸长的绳子拉住，绳子能承受的最大拉力是F，超过F绳子会自动断裂，已知棒的电阻是R，导轨电阻不计，t=0时刻对U形金属框架施加水平向左的拉力F让其从静止开始做加速度为a的匀加速直线运动．
（1）求在绳未断前U形金属框架做匀加速运动t时刻水平拉力F的大小；绳子断开后瞬间棒的加速度．
（2）若在绳子断开的时刻立即撤去拉力F，框架和导体棒将怎样运动，求出它们的最终状态的速度．
（3）在（2）的情景下，求出撤去拉力F后棒上产生的电热和通过导体棒的电量．

难度: 中等查看答案及解析

弹簧压缩量x（cm）	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0
x²	0.25	1.00	2.25	4.00	6.25	9.00
动能mv²	0.49m	1.95m	4.40m	7.82m	12.22m	17.60m